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维生素C又称抗坏血酸,广泛存在于水果、蔬菜中,属于外源性维生素,人体不能自身合成,必须从食物中摄取。其化学式为C6H8O6,相对分子量为176.1,由于分子中的烯二醇基具有还原性,能被I2定量地氧化成二酮基,半反应为:
C6H8O6=C6H6O6+2H++2e   jy=0.18V
因此,可以采用碘量法测定维生素C药片中抗坏血酸的含量。具体实验步骤及结果如下:
(1)准确移取0.01667mol/L的K2Cr2O7标准溶液10.00mL于碘量瓶中,加3mol/L H2SO4溶液10mL,10% KI溶液10mL,塞上瓶塞,暗处放置反应5min,加入100mL水稀释,用Na2S2O3标准溶液滴定至淡黄色时,加入2mL淀粉溶液,继续滴定至溶液由蓝色变为亮绿色。平行三次实验,消耗Na2S2O3标准溶液平均体积为19.76mL。
(2)准确移取上述Na2S2O3标准溶液10.00mL于锥瓶中,加水50mL,淀粉溶液2mL,用I2标准溶液滴定至蓝色且30s不褪。平行三次实验,消耗I2标准溶液平均体积为10.15mL。
(3)准确称取0.2205g的维生素C粉末(维生素C药片研细所得)于锥瓶中,加新煮沸过并冷却的蒸馏水100mL,2 mol/L HAc溶液10mL,淀粉溶液2mL,立即用I2标准溶液滴定至蓝色且30s不褪,消耗12.50mL。
(4)重复操作步骤(3),称取维生素C粉末0.2176g,消耗I2标准溶液为12.36mL;称取维生素C粉末0.2332g,消耗I2标准溶液为13.21mL。
根据以上实验结果计算出该维生素C药片中所含抗坏血酸的质量分数。
计算过程:先计算出Na2S2O3标准溶液的浓度;然后用Na2S2O3标准溶液标定I2标准溶液的浓度;再根据I2标准溶液的浓度计算抗坏血酸的质量分数。
计算结果:Na2S2O3标准溶液的浓度为0.05062 mol/L;(4分)
I2标准溶液的浓度为0.02494 mol/L;(4分)
抗坏血酸的质量分数平均值为0.2491;(4分)
本题所涉及的所有反应均为氧化还原反应,因此滴定的类型为氧化还原滴定。不过在标准溶液的标定(如Na2S2O3、I2水溶液),以及维生素C的滴定过程中,滴定的方式是有区别的。步骤⑴和步骤⑵是标准溶液的标定,其中步骤⑴是置换滴定的方式,即:
Cr2O72-  ~  3I2  ~   6S2O32-
0.01667mol/L ×10.00mL    c(S2O32-)×19.76mL
而I2标准溶液采用的是直接滴定,即
I2                ~         2S2O32-
c(I2)×10.15mL            c(S2O32-)×10.00mL
通过以上关系,可分别求得两种标准溶液的浓度:Na2S2O3标准溶液的浓度为0.05062 mol/L,I2标准溶液的浓度为0.02494 mol/L。
在维生素C的滴定过程中,根据半反应中得失电子数目,可写出它与I2的关系式:
I2                ~         C6H8O6
c(I2)×V                 n(C6H8O6)
然后求得维生素C的质量分数,最后通过求平均值的方法,减小偶然误差。
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